emcppt(EMC電源知識)
1.EMC電源知識
開關電源電磁標準及其干擾抑制 一、引言 電磁兼容性（EMC）是指電子設備或系統(tǒng)在規(guī)定的電磁環(huán)境電平下不因電磁干擾而降低性能指標，同時它們本身產(chǎn)生的電磁輻射不大于規(guī)定的極限電平，不影響其它電子設備或系統(tǒng)的正常運行，并達到設備與設備、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間互不干擾、共同可靠地工作的目的。
世界各國都相應制定了自己的EMC標準。比如國際電工委員會的1EC61000及（C1SPR系列標準、歐洲共同體的FN系列標準、美國聯(lián)邦通信委的FCC系列標準和我國現(xiàn)行的GT3/T13926系列EMC標準等。
隨著國際電磁兼容法規(guī)的日益嚴格，產(chǎn)品的電磁兼容性能越來越受到重視。 開關電源作為一種電源設備，其應用越來越廣泛。
隨著電力電子器件的不斷更新?lián)Q代，開關電源的開關頻率及開關速度不斷提高，但開關的快速通斷，引起電壓和電流的快速變化。這些瞬變的電壓和電流，通過電源線路、寄生參數(shù)和雜散的電磁場耦合，會產(chǎn)生大量的電磁干擾。
二、開關電源的干擾源分析 開關電源產(chǎn)生的電磁干擾（EMI），按耦合通道來分，可分為傳導干擾和輻射干擾；按噪聲干擾源種類來分可分為尖峰干擾和諧波干擾。開關電源在工作過程中所產(chǎn)生的浪涌電流和尖峰電壓就形成了干擾源，工頻整流濾波使用的大電容充電放電、開關管高頻工作時的電壓切換以及輸出整流二極管的反向恢復電流都是這類干擾源。
三、電磁干擾的抑制措施 電磁干擾由三個基本要素組合而產(chǎn)生：電磁干擾源；對該干擾能量敏感的設備；將電磁干擾源傳輸?shù)矫舾性O備的媒介即傳輸通道或藕合途徑。對開關電源產(chǎn)生的電磁干擾所采取的抑制措施，主要從兩個方而考慮：一是減小干擾源的干擾強度；一是切斷干擾傳播途徑。
常用的抗干擾措施包括電路的隔離、屏蔽、接地、加裝EMI濾波器以及PCB板的合理布局與布線。 1.電路的隔離 在開關電源中，電路的隔離主要有：模擬電路的隔離、數(shù)字電路的隔離、數(shù)字電路與模擬電路之間的隔離。
主要目的是通過隔離元器件把噪聲干擾的路徑切斷，從而達到抑制噪聲干擾的效果。對于開關電源的模擬信號控制系統(tǒng)的隔離，交流信號一般采用變壓器隔離，直流信號一般采用線性隔離器（如線性光電耦器）隔離。
數(shù)字電路的隔離主要有：脈沖變壓器隔離、光電耦合器隔離等。其中數(shù)字量輸入隔離方式主要采用脈沖變壓器隔離、光電耦合器隔離；而數(shù)字量輸出隔離方式主要采用光電耦合器隔離、高頻變壓器隔離。
2. 屏蔽 屏蔽一般分為兩類，一類是靜電屏蔽，主要用于防止靜電場和恒定磁場的影響；另一類是電磁屏蔽，主要用于防止交變電場、交變磁場以及交變電磁場的影響。屏蔽是抑制開關電源輻射干擾的有效方法。
可以用導電良好的材料對電場屏蔽，而用導磁率高的材料對磁場屏蔽。 3.接地 為防止各種電路在工作中產(chǎn)生互相干擾，使之能相互兼容地工作，根據(jù)電路的性質(zhì)，將工作接地分為不同的種類。
比如直流地、交流地、數(shù)字地、模擬地、信號地、功率地、電源地等。在電路的設計中，應將交流電源地與直流電源地分開，模擬電路與數(shù)字電路的電源地分開，功率地與弱電地分開。
4. 加裝EMI濾波器 電源濾波器安裝在電源線與電子設備之間，用于抑制電源線引出的傳導干擾，又可以降低從電網(wǎng)引入的傳導干擾，對提高設備的可靠性有重要的作用。開關電源產(chǎn)生的電磁干擾以傳導干擾為主，而傳導干擾又分差模騷擾和共模干擾兩種。
構成開關電源EMI濾波器的基本網(wǎng)絡如圖1所示。該濾波器由共模扼流圈L、差模電容Cx和共模電容Cy組成。
共模扼流圈L由兩個繞在同一個高磁導率磁芯上的繞組構成，其結構使差模電流產(chǎn)生的磁通相互抵消。這種結構以較小體積獲得較大的電感值，并且不用擔心由于工作電流導致飽和。
每個繞組與電容Cy分別組成L-E和N-E兩對獨立端口的低通濾波器，形成共模濾波網(wǎng)絡，用來抑制電源線上存在的共模干擾。至于共模扼流圈L、差模電容Cx和共模電容Cy的取值大小，應盡量做到濾波器的諧振頻率低于開關電源的工作頻率，這樣可以實現(xiàn)對整個頻段的濾波。
圖1 開關電源EMI濾波器 5.PCB板的合理布局與布線 開關電源的輻射干擾與電流通路中的電流大小，通路的環(huán)路面積，以及電流頻率的平方等三者的乘積成正比，即輻射干擾E∝I·A·f 2。運用這一關系的前提是通路尺寸遠小于頻率的波長。
上述關系式表明減小通路面積是減小輻射騷擾的關鍵，這是說開關電源的元器件要彼此緊密排列。在初級電路中，要求輸入端電容、晶體管和變壓器彼此靠近，且布線緊湊；在次級電路中，要求二極管、變壓器和輸出端電容彼此貼近。
在印制板上，將正負載流導線分別布在印制板的兩面，并設法使兩個載流導體彼此間保持平行，因為平行緊靠的正負載流導體所產(chǎn)生的外部磁場是趨向于相互抵消的。 四、結束語 要提高開關頻率，提高開關電源產(chǎn)品的質(zhì)量，電磁兼容性是不容忽視的問題。
產(chǎn)生開關電源電磁干擾的因素還很多，抑制電磁干擾還有大量的工作。只有在設計時充分考慮電磁兼容問題，才能使開關電源得到更普遍的應用。
2.EMC電源知識
開關電源電磁標準及其干擾抑制 一、引言電磁兼容性（EMC）是指電子設備或系統(tǒng)在規(guī)定的電磁環(huán)境電平下不因電磁干擾而降低性能指標，同時它們本身產(chǎn)生的電磁輻射不大于規(guī)定的極限電平，不影響其它電子設備或系統(tǒng)的正常運行，并達到設備與設備、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間互不干擾、共同可靠地工作的目的。
世界各國都相應制定了自己的EMC標準。比如國際電工委員會的1EC61000及（C1SPR系列標準、歐洲共同體的FN系列標準、美國聯(lián)邦通信委的FCC系列標準和我國現(xiàn)行的GT3/T13926系列EMC標準等。
隨著國際電磁兼容法規(guī)的日益嚴格，產(chǎn)品的電磁兼容性能越來越受到重視。開關電源作為一種電源設備，其應用越來越廣泛。
隨著電力電子器件的不斷更新?lián)Q代，開關電源的開關頻率及開關速度不斷提高，但開關的快速通斷，引起電壓和電流的快速變化。這些瞬變的電壓和電流，通過電源線路、寄生參數(shù)和雜散的電磁場耦合，會產(chǎn)生大量的電磁干擾。
二、開關電源的干擾源分析 開關電源產(chǎn)生的電磁干擾（EMI），按耦合通道來分，可分為傳導干擾和輻射干擾；按噪聲干擾源種類來分可分為尖峰干擾和諧波干擾。開關電源在工作過程中所產(chǎn)生的浪涌電流和尖峰電壓就形成了干擾源，工頻整流濾波使用的大電容充電放電、開關管高頻工作時的電壓切換以及輸出整流二極管的反向恢復電流都是這類干擾源。
三、電磁干擾的抑制措施電磁干擾由三個基本要素組合而產(chǎn)生：電磁干擾源；對該干擾能量敏感的設備；將電磁干擾源傳輸?shù)矫舾性O備的媒介即傳輸通道或藕合途徑。對開關電源產(chǎn)生的電磁干擾所采取的抑制措施，主要從兩個方而考慮：一是減小干擾源的干擾強度；一是切斷干擾傳播途徑。
常用的抗干擾措施包括電路的隔離、屏蔽、接地、加裝EMI濾波器以及PCB板的合理布局與布線。1.電路的隔離 在開關電源中，電路的隔離主要有：模擬電路的隔離、數(shù)字電路的隔離、數(shù)字電路與模擬電路之間的隔離。
主要目的是通過隔離元器件把噪聲干擾的路徑切斷，從而達到抑制噪聲干擾的效果。對于開關電源的模擬信號控制系統(tǒng)的隔離，交流信號一般采用變壓器隔離，直流信號一般采用線性隔離器（如線性光電耦器）隔離。
數(shù)字電路的隔離主要有：脈沖變壓器隔離、光電耦合器隔離等。其中數(shù)字量輸入隔離方式主要采用脈沖變壓器隔離、光電耦合器隔離；而數(shù)字量輸出隔離方式主要采用光電耦合器隔離、高頻變壓器隔離。
2. 屏蔽屏蔽一般分為兩類，一類是靜電屏蔽，主要用于防止靜電場和恒定磁場的影響；另一類是電磁屏蔽，主要用于防止交變電場、交變磁場以及交變電磁場的影響。屏蔽是抑制開關電源輻射干擾的有效方法。
可以用導電良好的材料對電場屏蔽，而用導磁率高的材料對磁場屏蔽。3.接地為防止各種電路在工作中產(chǎn)生互相干擾，使之能相互兼容地工作，根據(jù)電路的性質(zhì)，將工作接地分為不同的種類。
比如直流地、交流地、數(shù)字地、模擬地、信號地、功率地、電源地等。在電路的設計中，應將交流電源地與直流電源地分開，模擬電路與數(shù)字電路的電源地分開，功率地與弱電地分開。
4. 加裝EMI濾波器 電源濾波器安裝在電源線與電子設備之間，用于抑制電源線引出的傳導干擾，又可以降低從電網(wǎng)引入的傳導干擾，對提高設備的可靠性有重要的作用。開關電源產(chǎn)生的電磁干擾以傳導干擾為主，而傳導干擾又分差模騷擾和共模干擾兩種。
構成開關電源EMI濾波器的基本網(wǎng)絡如圖1所示。該濾波器由共模扼流圈L、差模電容Cx和共模電容Cy組成。
共模扼流圈L由兩個繞在同一個高磁導率磁芯上的繞組構成，其結構使差模電流產(chǎn)生的磁通相互抵消。這種結構以較小體積獲得較大的電感值，并且不用擔心由于工作電流導致飽和。
每個繞組與電容Cy分別組成L-E和N-E兩對獨立端口的低通濾波器，形成共模濾波網(wǎng)絡，用來抑制電源線上存在的共模干擾。至于共模扼流圈L、差模電容Cx和共模電容Cy的取值大小，應盡量做到濾波器的諧振頻率低于開關電源的工作頻率，這樣可以實現(xiàn)對整個頻段的濾波。
圖1 開關電源EMI濾波器5.PCB板的合理布局與布線開關電源的輻射干擾與電流通路中的電流大小，通路的環(huán)路面積，以及電流頻率的平方等三者的乘積成正比，即輻射干擾E∝I·A·f 2。運用這一關系的前提是通路尺寸遠小于頻率的波長。
上述關系式表明減小通路面積是減小輻射騷擾的關鍵，這是說開關電源的元器件要彼此緊密排列。在初級電路中，要求輸入端電容、晶體管和變壓器彼此靠近，且布線緊湊；在次級電路中，要求二極管、變壓器和輸出端電容彼此貼近。
在印制板上，將正負載流導線分別布在印制板的兩面，并設法使兩個載流導體彼此間保持平行，因為平行緊靠的正負載流導體所產(chǎn)生的外部磁場是趨向于相互抵消的。四、結束語要提高開關頻率，提高開關電源產(chǎn)品的質(zhì)量，電磁兼容性是不容忽視的問題。
產(chǎn)生開關電源電磁干擾的因素還很多，抑制電磁干擾還有大量的工作。只有在設計時充分考慮電磁兼容問題，才能使開關電源得到更普遍的應用。
3.有pcb和硬件設計基礎,如何學習EMC EMI?
從MI/EMC 設計經(jīng)典問題中學習。
1、為什么要對產(chǎn)品做電磁兼容設計？
答： 滿足產(chǎn)品功能要求、減少調(diào)試時間， 使產(chǎn)品滿足電磁兼容標準的要求， 使產(chǎn)品不會對系統(tǒng)中的其它設備產(chǎn)生電磁干
擾。
2、對產(chǎn)品做電磁兼容設計可以從哪幾個方面進行？
答： 電路設計（包括器件選擇）、軟件設計、線路板設計、屏蔽結構、信號線/電源線濾波、電路的
接地方式設計。
3、在電磁兼容領域， 為什么總是用分貝（ dB） 的單位描述？
答： 因為要描述的幅度和頻率范圍都很寬， 在圖形上用對數(shù)坐標更容易表示， 而 dB 就是用對數(shù)表示
時的單位。
4、關于 EMC， 我了解的不多， 但是現(xiàn)在電路設計中數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾试絹碓娇欤?我在制做 PCB 板的時候，也遇到了一些
PCB 的 EMC 問題， 但是覺得太潛。 我想好好在這方面學習學習， 并不是隨大流，大家學什么我就學什么，是自己真的覺得
EMC 在今后的電路設計中的重要性越來越大， 就像我在前面說的， 自己了解不深， 不知道怎么入手， 想問問， 要在 EMC 方面
做的比較出色， 需要有哪些基礎知識， 應該學習哪些基礎課程。 如何學習才是一條比較好的道路， 我知道任何一門學問學
好都不容易，也不曾想過短期內(nèi)把他搞通， 只是希望給點建議， 盡量少走一些彎路。
答： 關于 EMC 需要首先了解一下 EMC 方面的標準， 如 EN55022(GB9254) , EN55024， 以及簡單測試原理， 另外需要了解
EMI 元器件的使用， 如電容， 磁珠， 差模電感， 共模電感等， 在 PCB 層面需要了解 PCB 的布局、層疊結構、高速布線對 EMC
的影響以及一些規(guī)則。 還有一點就是對出現(xiàn) EMC 問題需要掌握一些分析與解決思路。這些今后是作為一個硬件人員必須掌握
的基本知識！
5.PCB 設計中如何解決高速布線與 EMI 的沖突？
答： 因 EMI 所加的電阻電容或 ferrite bead（磁珠） ， 不能造成信號的一些電氣特性不符合規(guī)范。所以， 最好先用安
排走線和 PCB 疊層的技巧來解決或減少 EMI 的問題，如高速信號走內(nèi)層。 最后才用電阻電容或 ferrite bead 的方式， 以
降低對信號的傷害。
6.在高速 PCB 設計時， 設計者應該從那些方面去考慮 EMC、EMI 的規(guī)則呢？
答：一般 EMI/EMC 設計時需要同時考慮輻射（radiated） 與傳導（conducted） 兩個方面. 前者歸屬于頻率較高的部分
(>30MHz) 后者則是較低頻的部分（<30MHz） . 所以不能只注意高頻而忽略低頻的部分. 一個好的 EMI/EMC 設計必須一開始布局
時就要考慮到器件的位置， PCB 迭層的安排， 重要聯(lián)機的走法， 器件的選擇等， 如果這些沒有事前有較佳的安排， 事后
解決則會事倍功半， 增加成本. 例如時鐘產(chǎn)生器的位置盡量不要靠近對外的連接器， 高速信號盡量走內(nèi)層并注意特性阻抗
匹配與參考層的連續(xù)以減少反射， 器件所推的信號之斜率（slew rate） 盡量小以減低高頻成分， 選擇去耦合
(decoupling/bypass) 電容時注意其頻率響應是否符合需求以降低電源層噪聲. 另外， 注意高頻信號電流之回流路徑使其回
路面積盡量?。ㄒ簿褪腔芈纷杩?loop impedance 盡量?。?以減少輻射. 還可以用分割地層的方式以控制高頻噪聲的范圍. 最
后， 適當?shù)倪x擇 PCB 與外殼的接地點（chassis ground） 。
7.PCB 設計時， 怎樣通過安排迭層來減少 EMI 問題？
答： 首先， EMI 要從系統(tǒng)考慮， 單憑 PCB 無法解決問題。 層疊對 EMI 來講， 我認為主要是提供信號最短回流路徑， 減小
耦合面積， 抑制差模干擾。 另外地層與電源層緊耦合， 適當比電源層外延， 對抑制共模干擾有好處。
4.什么是EMCEMC是
EMC是Electro Magnetic Compatibility的縮寫，即電磁兼容。
順便說一句，我國CCC認證標志后帶EMC字母的才表示電磁兼容認證 我們看電視的時候，如果旁邊有人使用電吹風或電剃須刀之類的家用電器，屏幕上會出現(xiàn)令人煩感的雪花條紋。 電飯鍋煮不熟米飯，明明關閉了的空調(diào)器，過一會卻又自己啟動……這些都是常見到的電磁干擾現(xiàn)象。
更為嚴重的是，如果電磁干擾信號妨礙了正在監(jiān)視病情的醫(yī)療電子設備或正在飛行的飛機時，則會造成不堪設想的后果。 電磁兼容性（EMC）是指設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。
因此，EMC包括兩個方面的要求：一方面是指設備在正常運行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值；另一方面是指器具對所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。 所謂電磁干擾是指任何能使設備或系統(tǒng)性能降級的電磁現(xiàn)象。
而所謂電磁干擾是指因電磁干擾而引起的設備或系統(tǒng)的性能下降。 EMC包括EMI（電磁干擾）及EMS（電磁耐受性）兩部份，所謂EMI電磁干擾，乃為機器本身在執(zhí)行應有功能的過程中所產(chǎn)生不利于其它系統(tǒng)的電磁噪聲；而EMS乃指機器在執(zhí)行應有功能的過程中不受周圍電磁環(huán)境影響的能力。
5.1.EMC工程師要掌握的知識 2.對于EMC,怎樣安排學習進度更有效呢
基本的電路知識要懂，電磁波的相關知識也要。不知道你所說的EMC工程師是design還是test，方向不同，還得自己權量。EMC 其實歸根到底是“地”的問題，所以可以多在怎么處理“地”的問題上多下功夫。
《高級PCBEMC設計》
《案例分析與EMC設計》
《產(chǎn)品EMC風險評估》
《板級EMC設計》
《EMC整改分析與對策》
《汽車電子EMC整改與設計》
《軍用產(chǎn)品系統(tǒng)EMC設計》
《開關電源電磁兼容設計》
6.哪位前輩能提供點有關EMC的知識啊
所謂EMC就是：設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作，且不對該環(huán)境中任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力。EMC測試包括兩大方面內(nèi)容：對其向外界發(fā)送的電磁騷擾強度進行測試，以便確認是否符合有關標準規(guī)定的限制值要求；對其在規(guī)定電磁騷擾強度的電磁環(huán)境條件下進行敏感度測試，以便確認是否符合有關標準規(guī)定的抗擾度要求。對于從事單片機應用系統(tǒng)設計的工程技術人員來說，掌握一定的EMC測試技術是十分必要的。EMC是電磁兼容（Electro- Magnetic Compatibility）的縮寫，它包括電磁干擾（EMI）和電磁敏感性（EMS）兩部分。由于電器產(chǎn)品在使用時對其它電器有電磁干擾，或受到其它電器的電磁干擾，它不僅關系到產(chǎn)品工作的可靠性和安全性，還可能影響其它電器的正常工作，甚至導致安全危險。
1、單片機系統(tǒng)EMC測試
(1)測試環(huán)境
為了保證測試結果的準確和可靠性，電磁兼容性測量對測試環(huán)境有較高的要求，測量場地有室外開闊場地、屏蔽室或電波暗室等。
(2)測試設備
電磁兼容測量設備分為兩類：一類是電磁干擾測量設備，設備接上適當?shù)膫鞲衅?，就可以進行電磁干擾的測量；另一類是在電磁敏感度測量，設備模擬不同干擾源，通過適當?shù)鸟詈?去耦網(wǎng)絡、傳感器或天線，施加于各類被測設備，用作敏感度或干擾度測量。
(3)測量方法
電磁兼容性測試依據(jù)標準的不同，有許多種測量方法，但歸納起來可分為4類；傳導發(fā)射測試、輻射發(fā)射測試、傳導敏感度（抗擾度）測試和輻射敏感度（抗擾度）測試。
(4)測試診斷步驟
下圖1給出了一個設備或系統(tǒng)的電磁干擾發(fā)射與故障分析步驟。按照這個步驟進行，可以提高測試診斷的效率。
(5)測試準備
①試驗場地條件：EMC測試實驗室為電波半暗室和屏蔽室。前者用于輻射發(fā)射和輻射敏感測試，后者用于傳導發(fā)射和傳導敏感度測試。
②環(huán)境電平要求：傳導和輻射的電磁環(huán)境電平最好遠低于標準規(guī)定的極限值，一般使環(huán)境電平至少低于極限值6dB。
③試驗桌。
④測量設備和被測設備的隔離。
⑤敏感性判別準則：一般由被測方提供，并實話監(jiān)視和判別，以測量和觀察的方式確定性能降低的程度。
⑥被測設備的放置：為保證實驗的重復性，對被測設備的放置方式通常有具體的規(guī)定。
